Pengiraan Transistor Darlington

Transling Darlington adalah sambungan yang terkenal dan popular menggunakan sepasang transistor simpang bipolar transistor (BJT), yang direka untuk beroperasi seperti penyatuan 'hebat' transistor. Gambar rajah berikut menunjukkan perincian sambungan.

Definisi

Transistor Darlington dapat didefinisikan sebagai hubungan antara dua BJT yang memungkinkan mereka membentuk BJT komposit tunggal yang memperoleh sejumlah keuntungan semasa yang besar, yang mungkin melebihi ribuan.

Kelebihan utama konfigurasi ini ialah transistor komposit berkelakuan seperti satu peranti yang mempunyai peningkatan keuntungan semasa setara dengan produk keuntungan semasa setiap transistor.

Sekiranya sambungan Darlington terdiri daripada dua BJT individu dengan keuntungan semasa β₁dan β_duakeuntungan arus gabungan dapat dikira menggunakan formula:

b_D= β₁b_dua-------- (12.7)

Apabila transistor dipadankan digunakan dalam sambungan Darlington sehingga β₁= β_dua= β, formula di atas untuk keuntungan semasa dipermudahkan seperti:

b_D= β^dua-------- (12.8)

Transistor Darlington yang dibungkus

Kerana popularitinya yang sangat besar, transistor Darlington juga dihasilkan dan tersedia siap dalam satu pakej yang mempunyai dua BJT secara dalaman sebagai satu unit.

Jadual berikut memberikan lembar data contoh pasangan Darlington dalam satu pakej.

Keuntungan semasa yang ditunjukkan, adalah keuntungan bersih dari dua BJT. Unit ini dilengkapi dengan 3 terminal standard secara luaran, iaitu base, emitter, collector.

Transistor Darlington yang dibungkus seperti ini mempunyai ciri luaran yang serupa dengan transistor biasa tetapi mempunyai output arus yang sangat tinggi dan dipertingkatkan, berbanding dengan transistor tunggal biasa.

Bagaimana cara DC Bias a Circuit Transistor Darlington

Gambar berikut menunjukkan litar Darlington yang biasa menggunakan transistor dengan keuntungan arus yang sangat tinggi β_D.

Di sini arus asas dapat dikira menggunakan formula:

Saya_B= V_DC- V_MENJADI/ R_B+ β_DR_ADALAH-------------- (12.9)

Walaupun ini mungkin kelihatan serupa dengan persamaan yang biasanya digunakan untuk sebarang BJT biasa , nilai β_Ddalam persamaan di atas akan jauh lebih tinggi, dan V_MENJADIakan lebih besar. Ini juga telah dibuktikan dalam lembar data sampel yang disajikan dalam perenggan sebelumnya.

Oleh itu, arus pemancar dapat dikira sebagai:

Saya_ADALAH= (β_D+ 1) Saya_B≈ β_DSaya_B-------------- (12.10)

Voltan DC akan:

V_ADALAH= Saya_ADALAHR_ADALAH-------------- (12.11)

V_B= V_ADALAH+ V_MENJADI-------------- (12.12)

Selesaikan Contoh 1

Dari data yang diberikan dalam gambar berikut, hitung arus bias dan voltan litar Darlington.

Penyelesaian : Menerapkan Persamaan.12.9 arus asas ditentukan sebagai:

Saya_B= 18 V - 1.6 V / 3.3 MΩ + 8000 (390Ω) ≈ 2.56 μA

Dengan menggunakan Persamaan.12.10, arus pemancar dapat dinilai sebagai:

Saya_ADALAH≈ 8000 (2.56 μA) ≈ 20.28 mA ≈ I_C

Voltan DC pemancar dapat dikira menggunakan persamaan 12.11, seperti:

V_ADALAH= 20.48 mA (390Ω) ≈ 8 V,

Akhirnya voltan pemungut dapat dinilai dengan menggunakan Persamaan. 12.12 seperti yang diberikan di bawah:

V_B= 8 V + 1.6 V = 9.6 V

Dalam contoh ini voltan bekalan pada pemungut Darlington adalah:
V_C= 18 V

Litar Darlington Setara AC

Dalam rajah yang ditunjukkan di bawah, kita dapat melihat a Pengikut pemancar BJT litar disambungkan dalam mod Darlington. Terminal asas pasangan disambungkan ke isyarat input ac melalui kapasitor C1.

Isyarat ac keluaran yang diperoleh melalui kapasitor C2 dikaitkan dengan terminal pemancar peranti.

Hasil simulasi konfigurasi di atas ditunjukkan dalam gambar berikut. Di sini transistor Darlington dapat dilihat diganti dengan litar setara ac yang mempunyai rintangan input r _i dan sumber keluaran arus ditunjukkan sebagai b _D Saya _b

Impedansi Input AC dapat dihitung seperti yang dijelaskan di bawah:

Arus asas ac yang melalui r _i adalah:

Saya_b= V_i- V_atau/ r_i---------- (12.13)

Sejak
V_atau= (Saya_b+ β_DSaya_b) R_ADALAH---------- (12.14)

Sekiranya kita menggunakan Persamaan 12.13 dalam Persamaan. 12.14 kita dapat:

Saya_br_i= V_i- V_atau= V_i- Saya_b(1 + β_D) R_ADALAH

Menyelesaikan perkara di atas untuk V _i:

V_i= Saya_b[r_i+ (1 + β_D) R_ADALAH]

V_i/ Saya_b= r_i+ β_DR_ADALAH

Sekarang, memeriksa pangkalan transistor, impedans input acnya dapat dinilai sebagai:

DENGAN_i= R_B॥ r_i+ β_DR_ADALAH---------- (12.15)

Selesaikan Contoh 2

Sekarang mari kita selesaikan contoh praktikal untuk reka bentuk pengikut pemancar setara AC di atas:

Tentukan impedans input litar, diberi r _i = 5 kΩ

Dengan menggunakan Persamaan.12.15 kami menyelesaikan persamaan seperti yang diberikan di bawah:

DENGAN_i= 3.3 MΩ॥ [5 kΩ + (8000) 390 Ω)] = 1.6 MΩ

Reka Bentuk Praktikal

Inilah reka bentuk Darlington praktikal dengan menyambungkan a Transistor kuasa 2N3055 dengan transistor isyarat kecil BC547.

Perintang 100K digunakan di sisi input isyarat untuk mengurangkan arus ke beberapa milamps.

Biasanya dengan arus rendah seperti di dasar, 2N3055 sahaja tidak dapat menerangi beban arus tinggi seperti mentol 12V 2 amp. Ini kerana kenaikan arus 2N3055 sangat rendah untuk memproses arus asas rendah menjadi arus pemungut tinggi.

Tetapi sebaik sahaja BJT lain yang merupakan BC547 di sini disambungkan dengan 2N3055 dalam pasangan Darlington, kenaikan arus bersatu melonjak ke nilai yang sangat tinggi, dan membolehkan lampu menyala dengan kecerahan penuh.

Purata keuntungan semasa (hFE) 2N3055 adalah sekitar 40, sementara untuk BC547 adalah 400. Apabila keduanya digabungkan sebagai pasangan Darlington, keuntungan meningkat dengan ketara hingga 40 x 400 = 16000, hebat bukan. Itulah jenis kekuatan yang dapat kita dapatkan dari konfigurasi transistor Darlington, dan transistor yang kelihatan biasa dapat diubah menjadi peranti yang dinilai tinggi hanya dengan pengubahsuaian sederhana.